codegen/codegen.sml

   1 (* L2 Compiler
   2  * Assembly code generator for fake x86 assembly
   3  * Author: Joshua Wise <jwise@andrew.cmu.edu>
   4  * Author: Chris Lu <czl@andrew.cmu.edu>
   5  *)
   6
   7 signature CODEGEN =
   8 sig
   9   val codegen : Tree.stm list -> x86.insn list
  10 end
  11
  12 structure Codegen :> CODEGEN =
  13 struct
  14   structure T = Tree
  15   structure X = x86
  16
  17   (* munch_exp : prex86oper -> T.exp -> prex86insn list *)
  18   (* munch_exp d e
  19    * generates instructions to achieve d <- e
  20    * d must be TEMP(t) or REG(r)
  21    *)
  22   fun munch_exp d (T.CONST(n)) = [X.MOVL(d, X.CONST n)]
  23     | munch_exp d (T.TEMP(t)) = [X.MOVL(d, X.TEMP t)]
  24     | munch_exp d (T.BINOP(T.ADD, e1, T.CONST n)) = (munch_exp d e1) @ [X.ADDL(d, X.CONST n)]
  25     | munch_exp d (T.BINOP(T.ADD, T.CONST n, e1)) = (munch_exp d e1) @ [X.ADDL(d, X.CONST n)]
  26     | munch_exp d (T.BINOP(T.ADD, e1, e2)) =
  27         let
  28           val t1 = Temp.new ()
  29         in
  30           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @ [X.ADDL(d, X.TEMP t1)]
  31         end
  32     | munch_exp d (T.BINOP(T.SUB, T.CONST 0w0, e1)) = (munch_exp d e1) @ [X.NEG d]
  33     | munch_exp d (T.BINOP(T.SUB, e1, T.CONST(n))) = (munch_exp d e1) @ [X.SUBL(d, X.CONST n)]
  34     | munch_exp d (T.BINOP(T.SUB, e1, e2)) =
  35         let val
  36           t1 = Temp.new ()
  37         in
  38           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @ [X.SUBL(d, X.TEMP t1)]
  39         end
  40     | munch_exp d (T.BINOP(T.MUL, T.TEMP t, T.CONST n)) = [X.IMUL3(d, X.TEMP t, n)]
  41     | munch_exp d (T.BINOP(T.MUL, T.CONST n, T.TEMP t)) = [X.IMUL3(d, X.TEMP t, n)]
  42     | munch_exp d (T.BINOP(T.MUL, e1, T.CONST n)) = (munch_exp d e1) @ [X.IMUL(d, X.CONST n)]
  43     | munch_exp d (T.BINOP(T.MUL, T.CONST n, e1)) = (munch_exp d e1) @ [X.IMUL(d, X.CONST n)]
  44     | munch_exp d (T.BINOP(T.MUL, e1, e2)) =
  45         let
  46           val t1 = Temp.new ()
  47         in
  48           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @ [X.IMUL(d, X.TEMP t1)]
  49         end
  50     | munch_exp d (T.BINOP(T.DIV, e1, e2)) =
  51         let
  52           val t1 = Temp.new ()
  53         in
  54           (munch_exp (X.TEMP t1) e1) @ (munch_exp d e2) @
  55           [X.MOVL (X.REG X.EAX, X.TEMP t1), X.CLTD, X.IDIVL d, X.MOVL (d, X.REG X.EAX)]
  56         end
  57     | munch_exp d (T.BINOP(T.MOD, e1, e2)) =
  58         let
  59           val t1 = Temp.new ()
  60         in
  61           (munch_exp (X.TEMP t1) e1) @ (munch_exp d e2) @
  62           [X.MOVL (X.REG X.EAX, X.TEMP t1), X.CLTD, X.IDIVL d, X.MOVL (d, X.REG X.EDX)]
  63         end
  64     | munch_exp d (T.BINOP(T.LSH, e1, T.CONST n)) = (munch_exp d e1) @ [X.SALL (d, X.CONST n)]
  65     | munch_exp d (T.BINOP(T.LSH, e1, e2)) =
  66         let
  67           val t1 = Temp.new()
  68         in
  69           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @
  70           [X.MOVL (X.REG X.ECX, X.TEMP t1), X.SALL (d, X.REG X.ECX)]
  71         end
  72     | munch_exp d (T.BINOP(T.RSH, e1, T.CONST n)) = (munch_exp d e1) @ [X.SARL (d, X.CONST n)]
  73     | munch_exp d (T.BINOP(T.RSH, e1, e2)) =
  74         let
  75           val t1 = Temp.new()
  76         in
  77           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @
  78           [X.MOVL (X.REG X.ECX, X.TEMP t1), X.SARL (d, X.REG X.ECX)]
  79         end
  80     | munch_exp d (T.BINOP(T.LOGOR, e1, e2)) =
  81         let
  82           val l1 = Label.new()
  83         in
  84           (munch_exp d e1) @ [X.CMPL (d, X.CONST(0w0)), X.JNE l1] @ (munch_exp d e2) @ [X.CMPL (d, X.CONST(0w0)), X.LABEL l1, X.SETNE d, X.MOVZBL(d,d)]
  85         end
  86     | munch_exp d (T.BINOP(T.LOGAND, e1, e2)) =
  87         let
  88           val l1 = Label.new()
  89         in
  90           (munch_exp d e1) @ [X.CMPL (d, X.CONST(0w0)), X.JE l1] @ (munch_exp d e2) @ [X.CMPL (d, X.CONST(0w0)), X.LABEL l1, X.SETNE d, X.MOVZBL(d,d)]
  91         end
  92     | munch_exp d (T.BINOP(T.BITAND, e1, e2)) =
  93         let
  94           val t1 = Temp.new ()
  95         in
  96           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @ [X.ANDL(d, X.TEMP t1)]
  97         end
  98     | munch_exp d (T.BINOP(T.BITOR, e1, e2)) =
  99         let
 100           val t1 = Temp.new ()
 101         in
 102           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @ [X.ORL(d, X.TEMP t1)]
 103         end
 104     | munch_exp d (T.BINOP(T.BITXOR, e1, e2)) =
 105         let
 106           val t1 = Temp.new ()
 107         in
 108           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @ [X.XORL(d, X.TEMP t1)]
 109         end
 110     | munch_exp d (T.BINOP(T.NEQ, e1, e2)) =
 111         let
 112           val t1 = Temp.new ()
 113         in
 114           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @
 115           [X.CMPL(d, X.TEMP t1), X.SETNE(d), X.MOVZBL(d, d)]
 116         end
 117     | munch_exp d (T.BINOP(T.EQ, e1, e2)) =
 118         let
 119           val t1 = Temp.new ()
 120         in
 121           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @
 122           [X.CMPL(d, X.TEMP t1), X.SETE(d), X.MOVZBL(d, d)]
 123         end
 124     | munch_exp d (T.BINOP(T.LE, e1, e2)) =
 125         let
 126           val t1 = Temp.new ()
 127         in
 128           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @
 129           [X.CMPL(d, X.TEMP t1), X.SETLE(d), X.MOVZBL(d, d)]
 130         end
 131     | munch_exp d (T.BINOP(T.LT, e1, e2)) =
 132         let
 133           val t1 = Temp.new ()
 134         in
 135           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @
 136           [X.CMPL(d, X.TEMP t1), X.SETL(d), X.MOVZBL(d, d)]
 137         end
 138     | munch_exp d (T.BINOP(T.GE, e1, e2)) =
 139         let
 140           val t1 = Temp.new ()
 141         in
 142           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @
 143           [X.CMPL(d, X.TEMP t1), X.SETGE(d), X.MOVZBL(d, d)]
 144         end
 145     | munch_exp d (T.BINOP(T.GT, e1, e2)) =
 146         let
 147           val t1 = Temp.new ()
 148         in
 149           (munch_exp d e1) @ (munch_exp (X.TEMP t1) e2) @
 150           [X.CMPL(d, X.TEMP t1), X.SETG(d), X.MOVZBL(d, d)]
 151         end
 152     | munch_exp d (T.UNOP(T.NEG, e1)) = (munch_exp d e1) @ [X.NEG d]
 153     | munch_exp d (T.UNOP(T.BITNOT, e1)) = (munch_exp d e1) @ [X.NOTL d]
 154     | munch_exp d (T.UNOP(T.BANG, e1)) = (munch_exp d e1) @
 155                                          [X.TEST(d,d), X.SETE(d), X.MOVZBL(d, d)]
 156
 157   (* munch_stm : T.stm -> X.insn list *)
 158   (* munch_stm stm generates code to execute stm *)
 159   fun munch_stm (T.MOVE(T.TEMP(t1), e2)) =
 160         let
 161           val t = Temp.new ()
 162         in
 163           munch_exp (X.TEMP t) e2
 164           @ [X.MOVL(X.TEMP t1, X.TEMP t)]
 165         end
 166     | munch_stm (T.MOVE(_, _)) =
 167         raise ErrorMsg.InternalError "Incorrect first operand for T.MOVE?"
 168     | munch_stm (T.RETURN(e)) =
 169         let
 170           val t = Temp.new ()
 171         in
 172           munch_exp (X.TEMP t) e
 173           @ [X.MOVL(X.REG X.EAX, X.TEMP t), X.RET]
 174         end
 175     | munch_stm (T.LABEL(l)) = [X.LABEL l]
 176     | munch_stm (T.JUMP(l)) = [X.JMP l]
 177     | munch_stm (T.JUMPIFN(e, l)) =
 178        let
 179          val t = Temp.new ()
 180        in
 181          munch_exp (X.TEMP t) e
 182          @ [X.TEST(X.TEMP t, X.TEMP t), X.JE l]
 183        end
 184
 185   fun codegen nil = nil
 186     | codegen (stm::stms) = munch_stm stm @ codegen stms
 187 end